高度に接続された第2代金属有機フレームワークプラットフォーム:合成,構造,メタンの貯蔵能力

科学分野:

• 材料科学
• 化学について
• 化学工学

背景:

• 単一の金属有機フレーム (MOF) の高重度および高体積メタンの貯蔵は,天然ガス車両にとって非常に重要です.
• 毛細な材料における重量測定と体積測定によるメタンの吸収能力の間のトレードオフは通常存在します.

研究 の 目的:

• 高重度および高体積メタンを同時に貯蔵できる新しいMOFプラットフォームを設計し,合成する.
• 既存の多孔性の材料のメタンの貯蔵能力に固有の限界を克服する.

主な方法:

• 新しいピリジン-カルボキシル酸リガンドの合成とトリメール鉄のクラスターと二カルボキシル酸の結合.
• 二重溶媒と二重調節器の溶熱方法を用いた9C三元MOFプラットフォームの建設.
• 多段階の溶媒交換と超臨界CO2乾燥によるMOFの活性化,次に高圧メタンの吸収試験を行う.

主要な成果:

• ncb型トポロジカルネットワークと二孔の階層を持つ一連のMOFが成功裏に合成されました.
• 活性化された材料は高孔積 (孔積 > 1.90 cm3 g−1) を示し,表面積 (重力測定 > 4800 m2 g−1,体積測定 > 1600 m2 cm−3) を示した.
• Fe-ncb-TPDC-II MOFは,273 Kと80 barで0.533 g g−1 (重量計) と232 cm3 (STP) cm−3 (体積計) の例外的なメタン貯蔵作業能力を達成しました.

結論:

• 開発されたMOFプラットフォームは,メタンの貯蔵のための重力測定と体積測定のトレードオフを効果的に対処します.
• Fe-ncb-TPDC-II MOFは,同様の条件下で他の多孔性材料と比較して優れた性能を示しています.
• この進歩は,車両燃料としての天然ガスの実用的な応用に大きな可能性を秘めています.